SB—1有机硼交联剂研究及应用

根据压裂液交联剂的发展趋势，本文讨论了有机硼交联剂的合成及与植物胶交联机理，通过与无机硼，有机钛，有机锆等交联剂的对比，说明了有机硼所具有的特点，并对有机硼与羟丙基瓜尔胶交联的压裂液进行了性能评价，该有机硼交联剂在现场得到了广泛应用，取得了良好的增油效果。     

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在川西致密碎屑岩气藏整体压裂开发中,有机硼交联压裂液体系获得了广泛应用,但原有的有机硼交联剂DY2-1性能不很稳定,易出现低温结晶或沉淀物,影响了压裂液交联效果。文章从有机硼交联剂改性的理论分析入手,详细分析了硼砂、硼酸的水解反应特性和络合性质,并以提高有机硼交联剂合成反应的彻底性和性能稳定性为目标,对合成工艺进行了优化改进,改变了传统的“在同一合成反应中不能既加酸又加碱作助剂”的思维定式,在合成的不同反应阶段分别加入酸、碱助剂,最后得到改进的有机硼交联剂DY2—1。改性后的DY2—1凝固点为-10 ℃,其低温稳定性得到显著改善。现场应用表明这种交联剂性能优良,值得进一步推广应用。     

有机硼高温延迟交联剂的制备及其性能

合成了用于中高温油藏压裂作业的有机硼交联剂,并与羟丙基胍胶压裂液组成了有机硼交联冻胶体系。研究了合成条件对交联时间的影响,考察了有机硼交联冻胶体系的性能。实验结果表明,制备有机硼交联剂适宜的反应条件为:130℃、络合剂醇胺质量比4∶2。制备的有机硼交联剂冻胶体系适用于90~120℃的中高温地层压裂作业。破胶剂添加量为0.2%~0.3%(φ)可满足不同的施工工艺参数要求。有机硼交联冻胶体系可在110~120℃下保持表观黏度稳定大于100 mPa·s,并在作业后120~240 min实现破胶水化。     

水基压裂液体系中交联剂的应用进展

本文简述了水基压裂液体系中常用交联剂(无机/有机钛、锆、硼等)的化学结构和性能特点;重点介绍了有机硼交联剂在羟丙基瓜胶水基压裂液体系的交联机理、技术指标和现场应用情况;从交联剂的结构、有机配体的分子组成、交联性能、交联剂制备路线等方面阐释了交联性能是由配位中心的性质、基液pH、配体的配位能力、稠化剂的种类和用量等因素共同决定的。同时回顾了交联剂理论研究进展和现场应用现状,并对水基压裂液交联剂在极端条件、性能指标、复合体系及经济性等应用方向进行了展望。     

压裂液用硼交联剂作用机理分析

对水基压裂液用无机硼交联剂和有机硼交联剂的作用机理进行了综述,简单介绍了有机硼交联剂的合成机理。分析了有机硼交联剂的延迟交联、耐温耐剪切、自动破胶机理,并通过对国内3种常用有机硼交联剂BCL-61、YGB、SB-1的室内评价加以说明。     

压裂用有机硼络合交联剂

提出了一种用于改善硼冻胶压裂液性能的有机硼交联新体系。分析了有机硼冻胶压裂液交联机理,研完了溶液pH值对其延迟交联作用的影响。室内研完结果表明,BCL—61有机硼新型压裂液具有良好的综合性能,在控制交联速度、耐温、抗剪切及滤失性能诸方面,均比无机硼体系优越;比有机钛、有机锆及其它有机硼压裂液,在延迟交联、破胶性能及残渣含量等方面,也具有更好的优势。     

返排水配制压裂液用交联剂的研制及应用

为实现油气井压裂施工过程中压裂返排水的重复利用,用多羟基氨基酸,三乙醇胺,α-羟基羧酸作为有机配体合成了一种有机硼锆交联剂,该交联剂可在弱碱性环境下用于返排液配液。考察了该交联剂对返排水基压裂液耐温耐剪切性能的影响。当胍胶溶液质量分数为0.6%,该有机硼锆交联剂交联比为100:0.6时,基液p H值控制在8左右,交联形成的交联冻胶在剪切速率100 s-1条件下剪切2 h,最后黏度保持在80 m Pa·s以上,并且该有机硼锆交联剂交联的返排水基冻胶破胶彻底,对储层伤害小。该交联剂在苏格里气田进行了现场应用,取得良好的压裂效果。     

有机硼交联剂CY-2合成工艺研究及交联压裂液性能评价

通过在对有机硼交联剂合成原理以及其与常规水力压裂稠化剂羟丙基瓜胶HPG交联机理研究的基础上,以硼砂B和复配型有机配位体X与Y为主要原料研制出了一种压裂用延迟型有机硼交联剂CY-2.分别考察了各反应因素对合成产品交联性能的影响情况,确定出CY-2最佳合成工艺条件为:X与Y配比为1:3,X与Y加量为20%,催化剂Q加量为3.5%,硼砂B加量为10%,反应时间为4 h,反应温度为75°C.对CY-2交联HPG压裂液的主要性能进行评价实验,结果表明,CY-2是一种性能良好的有机硼交联剂,CY-2交联羟丙基瓜胶HPG压裂液不仅具有延迟交联时间在360 s内可调的交联性能,而且具有良好的耐温耐剪切性能、滤失性能以及悬砂性能,能满足现场压裂施工的需要.     

香豆胶与有机硼交联过程流变性研究——动态特性初步研究

香豆胶与有机硼交联压裂液是我国自行开发研制的性能优良的工程裂液之一,本文对其在一定条件下交联过程的动态特性进行了初步研究,考察了交联剂、温度等影响因素,对指导交联压裂液的研制,评价压裂液性能,优化压裂施工条件均具有实际意义,为推测压裂液的携砂性能和对携砂压裂液的开发研究提供理论指导。     

纳米二氧化硅交联剂的合成及其交联形成羟丙基胍胶压裂液的性能研究

利用Stber法制备了单分散二氧化硅颗粒,对纳米二氧化硅表面进行化学修饰,合成了新型纳米二氧化硅有机硼交联剂。对合成的纳米交联剂的性能进行了评价,并对其交联的低浓度羟丙基胍胶压裂液的延迟交联性能、耐温耐剪切性能、破胶性能、滤失性能等进行了研究。纳米二氧化硅交联剂交联的0.25%羟丙基胍胶压裂液,随着交联比变化,延迟交联时间在80~130s可调,并且耐温性能最高可达120℃。证明通过简单方法合成的纳米二氧化硅交联剂具有优良的性能,可有效交联低浓度羟丙基胍胶压裂液。     

国外延缓交联和延缓破胶技术的发展概况

对国外近年来延缓交联和延缓破胶技术的发展研究情况进行了综述,介绍了交联剂与有机配位体的复合交联体系、调节基液pH值延缓交联技术、延迟释放交联剂的缓交联技术、有机复合硼交联剂体系和延缓破胶技术的作用机理及影响因素,指出这是适用于深井高温油气层开采的一项新技术,建议国内重视和加强这方面的研究。     

硼交联羟丙基瓜尔胶压裂液的综合性能

评价了有机硼交联的羟丙基瓜尔胶压裂液体系的延迟交联特性、耐温性、耐剪切性、流变性、粘弹性、破胶特性、滤失性能、残渣含量及对地层的伤害。该压裂液体系具有可控制的延迟交联作用、良好的耐高温和剪切恢复特性、快速破胶、助排能力和携砂能力强、储层伤害小等特点,可满足低、中、高温油气藏压裂的需要,能取得良好的施工和增产效果。     

有机硼交联压裂液在高温深井中的应用

针对胜利油田大北52断块深井高温油藏特点和压裂工艺要求,分析了压裂液选择的依据,筛选出了适合该油藏特征的有机硼交联压裂液体系。重点讨论了压裂液流变试验条件的选择、降阻性能、携砂能力和保护储层技术。室内试验和现场应用表明,该有机硼压裂液具有延迟交联、摩阻低、良好的耐温耐剪切性能、携砂能力强、易破胶、储层伤害小等优点,满足了深井高温压裂工艺的需要。     

小眼井压裂液的延迟交联技术

根据小眼井的特点和技术要求,研制了可控制交联时间的延迟交联剂DCL-KB,该剂是硼与特殊的配位络合体在常温下合成的,比普通硼砂分子大得多的络合物。对DCL-KB的耐温性、剪切恢复性、破胶性、携砂等性能进行了评价。结果表明,DCL_KB交联剂耐温耐剪切性能好,调节加量和胶液的pH值,可改变延迟交联时间。以DCL-KB为主剂的压裂液耐温耐剪切性能好、滤失量小、破胶快速彻底,而且具有良好剪切恢复能力,可满足小眼井压裂的需要。     

香豆胶水基压裂液研究与应用

介绍了香豆胶化学组成和分子结构、香豆胶稠化剂主要性能、香豆胶压裂液组成和主要特性以及香豆胶压裂液在高温、超深井的现场应用情况.室内研究和现场应用表明,香豆胶性能优异、水不溶物低、增粘能力强、易交联、成本低,形成的水基冻胶粘度高、摩阻低、残渣少,可满足高温、深井油藏和复杂压裂工艺的要求。     

柳杨堡气田高温有机硼交联剂的优选与评价

柳杨堡气田地层温度高、气藏埋藏深,具有低孔特低渗微细孔喉特点,对于压裂液耐温耐剪切。为此,优选了一种高温有机硼交联剂。分析了基液pH值、交联温度、交联比对交联时间的影响,为该交联剂应用提供了数据支持。利用优选的高温有机硼交联剂配制成压裂液具有耐温耐剪切性好(130℃,170 s~(-1)剪切120 min后黏度仍可达到160 mPa·s)、延迟交联时间可调(交联时间150～180 s)、破胶彻底、残渣少、对储层伤害小的优点,可以满足深层高温储层压裂施工需要。该交联剂用于柳杨堡气田现场试验3井次11段,成功率100%,取得了良好的压裂效果。     

适用于强水敏性地层的柴油冻胶压裂液

介绍了一种适用于强水敏性地层的新型柴油冻胶压裂液体系。该体系以新合成的磷酸酯作稠化剂、含活性剂的铝盐作交联剂,以醋酸钠作破胶剂,分析了该柴油冻胶压裂液砷交联机理。研究了柴油冻胶压裂液的交联能力、耐温能力、耐温耐剪切性、破胶性、滤失性等性能。实验结果表明,该柴油冻胶压裂液适用于强水敏油气层、低压低渗透油气藏。     

压裂液优化设计与应用技术

压裂开发和区块整体压裂要求压裂液在低成本投入下,既能满足油藏特点和工艺技术要求,又能最大限度地减少压裂液对支撑裂缝导流能力的影响。介绍了压裂液优化设计技术,即压裂液及其添加剂优选、压裂过程的温度场计算、压裂液植物胶分散水合及充分增粘、压裂液变组分配方性能优化等。该技术是将同一口井的压裂液根据需要设计成不同阶段、不同组分,精确控制各种添加剂的加入使压裂液性能达到优化。室内实验结果表明,相同条件的压裂液,常规使用和按压裂液优化设计变化组分使用岩心的动态滤失伤害可由40％降到14％。该项技术在吐哈鄯善油田整体重复压裂中应用成功,效益显著。